Види деформацій. У кам'яних кладках розрізняють деформації двох основних видів: поздовжні, що розвиваються, головним чином, вздовж напрямку діючих сил, і об'ємні, що розвиваються в усіх напрямках під впливом зміни температури і усадки.
Кам'яна кладка являє собою пружнопластичне тіло, тому, починаючи з малих напруг, в кладках крім пружних оборотних деформацій розвиваються неупругие залишкові і частково оборотні деформації.
При стисненні кладки поздовжніми силами, крім поздовжніх, розвиваються відповідні їм поперечні деформації. Силові деформації в залежності від характеру прикладення навантаження і тривалості її дії поділяються на такі види:
1. Короткочасні пружні, або миттєві. До цих деформацій наближаються деформації, що протікають при дуже швидкому завантаженні - протягом декількох секунд від початку за- навантаженого до руйнування зразка. При цьому залежність між напруженнями і деформаціями наближається до лінійної.
2. Короткочасні деформації, отримані в лабораторних умовах протягом 1 год при поетапному завантаженні рівними ступенями навантаження до руйнування зразка.
3. Деформації тривалої дії навантаження (навіть протягом декількох років).
4. Деформації від багаторазово повторюваного дії навантаження.
Деформації більшості кам'яних матеріалів незначні. Основну частку деформацій кладки становлять деформації розчину в швах кладки. У кладках з цегли і стінових каменів, що мають велику кількість горизонтальних швів, деформації більше, ніж в великоблочних кладках. Деформації кладки на слабких розчинах збільшуються, особливо з ростом товщини горизонтальних швів. Деформатів- ність кладок на міцних розчинах залежить в основному від кількості контактних прошарків між каменем і розчином шва, в яких не забезпечується рівномірний розподіл напружень. Деформацій кладки уздовж дії поздовжніх їй л сприяють усадочні деформації розчину, швидко наростаючі в початковий період його твердіння, тривала дія навантаження, а також поступове руйнування матеріалів, що становлять кладку.
Для визначення деформативних властивостей кладки в лабораторних умовах відчувають на центральний стиск образци- стовпи за методикою, описаною в параграфі 19. За результатами цих випробувань встановлюють для даного виду кладки залежність між напруженнями і деформаціями, на підставі якої визначають основні деформативні характеристики кладки (початковий модуль деформації , модуль деформації, пружну характеристику кладки та ін.).
Деформації при одноразовому завантаженні короткочасної навантаженням і модуль деформації.
Непружні деформації протягом деякого періоду часу після розвантаження частково відновлюються. Ця відновлена частина деформацій називається деформацією пружного наслідки.
Якщо випробовуваний зразок завантажувати по етапах навантаженнями, складовими деяку частину від попередньо визначеної руйнівного навантаження, і заміряти деформації на кожному етапі відразу після прикладення навантаження і після витримки, залежність а
/ (Е) має вигляд, показаний на 42. Деформації, виміряні безпосередньо після прикладання навантаження, - пружні, пов'язані з напругою лінійним законом, а деформації, що розвиваються в період витримки під навантаженням
кой, - неупругие, що збільшуються з ростом напруг і представлені на діаграмі у вигляді горизонтальних майданчиків. При великому числі ступенів завантаження залежність між напруженнями і деформаціями може мати вигляд плавної кривої.
З 42 випливає, що пружні деформації кладки відповідають миттєвої швидкості завантаження зразка, а не пружні деформації розвиваються в часі і залежать від швидкості завантаження зразка, причому зі збільшенням швидкості завантаження при одному і тому ж напрузі непружні деформації зменшуються.
Величини, які обчислюють за формулами, отриманими на основі експериментальних даних при певному режимі дослідження, можуть давати відхилення в реальних умовах завантаження конструкцій, так як не пружні деформації
залежать не тільки від напруги, але і від режиму завантаження. При цьому слід зазначити, що початковий модуль деформацій (модуль пружності) Ео - Еу кладки не залежить або мало залежить від режиму завантаження.
Відповідно до зміни швидкості завантаження залежність сг-е може бути представлена кривої, яка розташована в межах поля деформацій. Поле деформацій обмежена зліва кривої миттєвих (пружних) деформацій, праворуч - граничних повних деформацій (при ^ - ^ оо) і зверху - кривої залежності меж міцності від тривалості прикладання навантаження.
Деформації при багаторазово повторному дії навантаження. Багаторазові повторення циклів завантаження і розвантаження кладки до напружень пекло<Л приводят к постепенному накоплению неупругих деформаций — деформаций ползучести еПл. Рхли Од<<аТр, прирост остаточных деформаций при многократном повторном действии нагрузки быстро прекращается. При этом тангенс угла наклона к выпрямляющейся кривой разгрузки фр характеризует модуль деформаций при повторных нагрузках £р. По величине Ev приближается к начальному модулю деформаций — модулю упругости ( 46)
При напрузі оа ^ отр після деякого числа циклів навантаження - розвантаження непружні деформації починають необмежено зростати і зразок руйнується (див. 45).
Деформації усадки залежать від матеріалів, що становлять кладку. Деформації кладки з глиняної обпаленої цегли незначні і не враховуються при розрахунку.
Для кладок із силікатної цегли і з каменів важкого або легкого бетону на цементному або силикатном в'язкому £ ус - 3-Ю-4; для кладки з автоклавного ніздрюватого бетону еус = 4-10
4; з неавтоклавного пористого бетону Гус = 8-10
Коефіцієнт тертя. При розрахунку кладки на зріз (зрушення) по неперев'язаних перетинах, що зазнають нормальні стискають напруги, необхідно враховувати сили тертя, що перешкоджають зрізу кладки. Ці сили прямо пропорційні нормальним стискає напруженням і залежать від коефіцієнта тертя f. У свою чергу, коефіцієнт тертя залежить від виду матеріалу і стану дотичних поверхонь.